机械化在煤矿薄煤层开采上的应用-机械论文发表

发布时间：2022-10-05 10:10 热度：

机械化在煤矿薄煤层开采上的应用

张红康

摘要:随着近几年来煤矿综合机械化程度的大幅度提高及超强度开采，原煤田中开采条件较好的煤层逐渐枯竭，可采储量占总储量较大比例的薄煤层开采被提到议事日程上来，薄煤层机械化开采的课题同样也摆在面前。本文通过对某煤矿采用薄煤层采煤机进行了机械化采煤试验,实践表明安全效益和经济效益良好。

关键词:采煤机械化;薄煤层;回采；安全；经济

0前言

在我国煤矿中，薄煤层的储量占煤炭可采储量比例较大，在已探明的矿区中，有84%的矿区有薄煤层，储量约620亿t，占总储量的17.5%。由于在开采技术上薄煤层属于难采煤层，机械化水平一直比较低，在开采煤层中产量比例小。在薄煤层中，由于受煤层薄、人员活动空间小等限制，在采煤方法的选择上是一个难题。传统的采煤工艺通常采用工作面打眼放炮落煤方法，该种开采方法产量低、安全性差。要提高单产水平和工作面效率，实现矿井安全高效开采，必须采用综合机械化开采。扩大综采的应用范围，提高综采的经济效益，实现煤矿生产的高产高效，是煤炭工业科技发展的一项重要目标，同时对煤矿的可持续性发展起到至关重要作用。

某煤矿矿井煤层厚度0.82～1.36m,平均厚度1.09m,倾角10º～18º,煤层赋存基本稳定,局部变薄不可采。该煤层直接顶板为石炭系太原组L1-2灰岩,厚度10.4m;直接底板为石炭系本溪组铝土泥岩,平均厚度9.18m;基本底为奥陶系石灰岩,厚度大于130m;一1煤属低灰、高硫、特高热值、不易磨碎之无烟煤。煤层无自燃倾向性;煤尘无爆炸危险性;历年来矿井瓦斯鉴定均为低瓦斯矿井;矿井开拓方式采用立井单水平上下山开拓;采煤方法采用走向长壁后退式炮采方法,采用全部垮落法控制顶板;矿井设计生产能力30万t/a。

1工作面概况

试验工作面为111070工作面,该工作面位于矿井东翼111采区,西部以111采区轨道下山为界,东部为113采区边界(已回采),上部为111050工作面采空区,下部为111090工作面(未开采);地面标高在+280~+295m,工作面标高在-88~-115m;工作面走向长520m,平均倾向长150m,可采储量12.8万t。

2主要设备及技术参数

工作面主要配套设备见表1,采煤机技术参数见表2。

型号规格 数量 备注

采煤机 MG100/240-BW 1部 1140V电压

刮板输送机1 SGZ-630/150 1部 工作面1部

刮板输送机2 SGB-630/40T 1部 运输巷1部

乳化液泵 XRB2B(A) 1套 两泵一箱

单体液压支柱1 DZ12-30/100 1200根

单体液压支柱2 DZ14 200根

单体液压支柱3 DZ25 100根

项目 数量

滚筒直径/mm 760

生产能力/(t•h-1) 370

截深/m 0.73

采高/m 0.8～1.3

牵引速度/(m•min-1) 0～5

牵引力/kN 150

采煤机尺寸/(mm×mm×mm) 7108×1883×760

3工作面采煤方法及回采工艺

工作面采用走向长壁后退式采煤方法,普通机械化采煤,全部垮落法控制顶板。

(1)回采工艺流程。机组上(下)行割煤(采全高)→推移下机头→推移刮板输送机→(滞后割煤20m)→打槽边柱支护→机组下(上)行端头斜切进刀割三角煤→推移上(下)机头→机组返刀割上机头煤→机组返刀下(上)行割煤(重复上述工序)→往返2刀后回柱放顶,完成1个正规循环。

(2)落煤方式。采用MG100/240-BW薄煤层采煤机割煤,端头进刀方法。

(3)装煤方式。在采煤机割煤的同时,滚筒及犁型装煤装置将煤装入输送机。

(4)运煤方式。工作面采用SGZ-630/150型刮板输送机将煤转载至运输巷运输,通过采区胶带输送机将煤运至111采区煤仓。

(5)支护形式。采用DZ12-30/100单体液压支柱支护。

(6)采空区处理。人工放顶,全部垮落法控制顶板。

4劳动组织及作业方式

(1)劳动组织形式。分段综合作业与追机作业相配合,多工序平行作业。

(2)作业方式。工作面作业方式为“三八”制作业,即两班采煤、一班准备,每天2个正规循环。

5效果分析

(1)提高了工作面单产水平。原炮采工艺平均单产8100t/月,采用机采后2009年2-10月共生产原煤12.48万,t平均每月增产5770t。

(2)简化了操作工序,降低了劳动强度,提高了劳动效率。机采相比炮采,改变了用铁锹攉煤的高强度劳动方式,减少了打眼、装药、放炮等工序,提高了劳动效率。

(3)减少了材料消耗,增加了煤炭产量,提高了经济效益。①炮采火药消耗为0.36kg/,t单价为12元/kg;雷管0.7发/,t单价2.6元/发,节约火药雷管费用合计766272元。②机采相比炮采增加产量51600,t以平均售价600元/t、吨煤成本400元/t计算,合计增加产值3096万元,增加利润1032万元。

(4)提高了工作面的安全程度。机采相比炮采消除了工作面频繁放炮带来的不安全因素,极大地提高了工作面的安全程度。

(5)提高了煤炭采出率。炮采时,放炮崩入采空区的浮煤不易回收,机采有效地解决了这一问题。

6结语

在薄煤层机械化采煤技术的应用过程中,克服了从小井筒下采煤机、运输、安装、初次使用缺乏经验等一系列困难,通过认真选型配套,合理设计工作面,精心组织,克服了矿井原有制约因素,使薄煤层机械化采煤技术的试验取得成功,为薄煤层机械化采煤积累了宝贵的经验。